半導体とは

■半導体部品
電気製品内には半導体部品が含まれ、トランジスタ(電気信号を増幅、スイッチング、制御するために用いられる半導体素子)、抵抗(電気回路において電流の流れを制限する素子)、IC(後述)などがある。これらは総称して半導体(電気を制御するために使用される素材)と呼ばれる。

■SCREENでは
SCREEN は上記の電子部品うち、主にIC を作るための装置を提供している。

■ICの生産比率
半導体部品の約90%はICであり、電子業界では「半導体」と言われるときには主にICを指す。

■ICの意味
IC とは集積回路(integrated circuit)の頭文字をとったことばである。
ICは、スマートフォン、家電製品、自動車、ゲーム機など様々な電子製品の中で、演算や制御、通信、データストレージなどの役割を果たしている。

■集積させる
ICは、トランジスタや抵抗などを超小型化し、1つのチップ上に集積したもので、非常に多くの部品を小さなチップ(非常に小型化された半導体素子を搭載した基板)上に収めることができる。

半導体回路の形成 (前工程)における洗浄工程

半導体の回路の形成では、シリコンウェハーと呼ばれる平板状の基板上に、不純物を添加したり、光や化学反応を用いて微細なパターンを形成する工程が含まれる。

洗浄工程では半導体の基盤であるシリコンウェハーを汚れから洗浄することが重要である。薬液(化学物質)を使用して微細なパーティクル(微小な粒子や小片)や有機汚染(化学的に合成された有機化合物が半導体ウェハ表面に付着している状態)、金属汚染(金属の微小な粒子や異物が半導体表面に付着した状態)、自然酸化膜(物質表面に空気中の酸素が反応して生成される酸化膜)などの汚染物質を取り除く。このためには、ウェットステーションや枚葉式洗浄装置が使われる。

SCREENで生産している機種
ウェットステーション:FC3100
枚葉式洗浄装置:SU3200、SU3300、SU3400

○シリコンウェハーとは
非常に純度の高いシリコン素材を円盤状に切り出した基板であり、半導体製造において回路を形成するための基盤として用いられる。

○半導体洗浄装置
半導体工場で使用される洗浄装置には、多数のウェハーをまとめて洗浄する「バッチ洗浄装置」と、1枚ずつ洗浄する「枚葉洗浄装置」がある。バッチ洗浄装置は生産性が高く、コストが安いが、枚葉洗浄装置は多品種少量生産に向いており、一部の工程では必要になる。実際の工場では、目的やコストに合わせて使い分けられている。

○新しい洗浄技術
従来の半導体ウェハーの洗浄方法は、酸などの薬液や純水を使用していたが、その負荷が大きいため、新たな洗浄技術の開発が進んでいる。現在検討されている技術としては、「機能水洗浄」や「超臨界水洗浄」がある。機能水洗浄はオゾンを含んだ純水を使用し、廃液が減るため環境にも優しい。一方、超臨界水洗浄は、水の表面張力を低くした薬品を使用し、微細な回路まで洗浄可能である。

枚葉式洗浄装置 SU3200

枚葉式洗浄装置には、複数の機種があります。例えば、SU3200は軽自動車のような機種で、FC3100はセダンやミニバンのような機種、SB3300は大型車やトラックのような機種といった具合に、それぞれ異なる車種に例えることができます。それぞれの機種には、異なる特性や用途があります。

  1. 高生産性:3段積み×4タワー構造、スピードアップされた搬送システム、最大で毎時800枚のスループット(「生産能力」を表す指標で、単位時間あたりに処理できる数量や量)を実現。
  2. 多様な薬液供給システムを採用:チャンバ(ウェハーの処理を行うための封じられた空間)と流体ユニット(薬液を供給し、ウェーハ表面を洗浄するための装置)を一体構造とし、薬液供給源からウェハーまでの距離を短くして処理制御を高める。
  3. 次世代プロセスに対応:チャンバ内の容積を小型化し、超清浄化を実現。また、独自技術を採用してクリーンな環境でのウェーハ処理を実現。

製番(製造番号)

「製造番号」とは、ある製品を製造した際に、その製品がいつ、どの工場、どのラインで、何番目に製造されたものかを識別するための一意の番号です。この番号を用いることで、製品の品質管理やトラブル発生時の原因特定などに役立ちます。

製造番号を車の車体番号に例えると、車の車体番号は各車両ごとに固有の識別番号であり、製造工場や製造年月日、車種、グレードなどの情報が含まれています。同様に、製造番号も各製品ごとに固有の識別番号であり、製造工場や製造年月日、仕様などの情報が含まれています。車体番号が異なれば車両の仕様も異なるように、製造番号が異なれば製品の仕様も異なります。

製造番号が違う場合は違う装置仕様なので、部品などを混在させてはいけません。

SCREENでは製造番号を「製番」と略して呼びます。
SU3200では製番を「530N00000A」のような形で表示します。
機種が変わると「830300000A」「830400000A」等と機種が特定できる製番となります。

ユニット

複数の部品を一つにまとめた機械装置のことです。
SU3200の本体は複数のユニットで出来ていて、それらを組み合わせることで1つの洗浄装置になります。

SU3200では大まかにID(インデクサー)、PF(プラットフォーム)、MPC(マルチプロセスチャンバー)、SC(サイドキャビネット)で構成されています。

MPC(マルチプロセスチャンバー)

半導体洗浄装置において、MPC(マルチプロセスチャンバー)は複数のプロセス(ウエハ表面の不純物を除去するための清浄)を行うことができる装置であり、一つのチャンバー内で複数の過程を実行するための専用の部屋(チャンバー)です。プロセスを順次実施することで、プロセスの効率を向上させることができます。

MPC(マルチプロセスチャンバー)はウェハーを高速回転させて洗浄を行うため、SPINユニットと呼ばれることもあります。

SU3200ではMPCが12台搭載されており、それぞれMPC1~12の番号が割り振られています。
12台のMPCはタワー状に積み重ねられており、1タワーで3台のMPCが重ねられ、4タワーで構成されます。

装置前方をフロント、後方をリアとして分けて呼びます。

フロントチャンバー:MPC1~6
リアチャンバー  :MPC7~12

フロントのタワー
タワー1:MPC1、2、3
タワー2:MPC4、5、6

リアのタワー
タワー3:MPC7、8、9
タワー4:MPC10、11、12

各タワーはウェハー搬送の都合上、左右対称の形をしています。
そのため、各MPCで「Lチャンバー」、「Rチャンバー」があります。
組立の現場では「Lチャンバー」、「Rチャンバー」を「L側」、「R側」と呼びます。

R側(Right)
MPC1、2、3、10、11、12
L側(Left)
MPC4、5、6、7、8、9

ASSY

ASSYとは、アッセンブリの略で、製造現場での部品の組み立てを表す用語。部品を組み立てて完成品を作る工程や、完成品そのものを指すことがあります。つまり、複数の部品が一つにまとまった機械や装置、部品や製品のことを指します。
ASSYは大きな装置を制作する際に、組立やすくするためにいくつかの小さな装置(ここでいうASSY)に切り分けて組立を行います。

MPCには複数のASSYが構成されており、それらが合わさることで1台のMPCになります。
1製番で12MPCがあるので、1製番あたり同じASSYを12台生産する事となります。

12台とも同様のASSYですが、MPCには「L側」、「R側」があるため、組立時には区別が必要で部品などを混同させては行けません。

メカ作業・電装作業

装置組立におけるメカ作業は、装置内の機械部品や構造物を取り扱い、組み立てを行う作業です。
例えば、ボルトやナットで機械部品を結合する作業や、組立図面に沿って部品を配置し、組み立てをする作業があります。

一方、電装作業は、配線や制御盤の取り付けを行う作業です。
電気図面に基づき、電線を切断して必要な長さに加工し、端子を取り付ける作業や、コネクターを使って配線を接続する作業が含まれます。

未経験者でも、丁寧な指導やトレーニングを受ければ、安全かつ正確な作業が可能となります。また、作業前に設計図面やマニュアルなどの資料をしっかりと確認することが大切です。

理解度テスト

理解度テストは回答後に点数を確認して100点が取れるまで行ってください。

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